Was ist die Industrie 4.0?

Die Veränderungen, die in Industrie unter dem Einfluss von Digitalisierung, IT und Innovationstechnologien stattfinden, verbessern nicht nur die Qualität und Produktivität, sondern bestimmen auch die technologischen Prozesse und Geschäftsmodelle. Neue Ansätze, die erst mit Industry 4.0 zum Leben gerufen wurden, verändern fundamental die Arbeitsweise und definieren neu die Rolle, die Menschen in modernen industriellen Prozessen annehmen.

Durch Digitalisierung entstehen dramatische Folgen für die Wirtschaft. Dies bedeutet einen sozialen, kulturellen und technologischen Wandel, der die vierte industrielle Revolution markiert und als Industry 4.0 bezeichnet wird. Nach der ersten industriellen Revolution, die Nutzung von Dampfkraft für Maschinen entdeckte, durch Anwendung von Elektrizität bei Massenproduktion in der zweiten industriellen Revolution, setzte die vierte industrielle Revolution das fort, was die dritte Revolution mit Computern, IT und Automatisierung begann. Industry 4.0 ergänzt Computersysteme mit künstlicher Intelligenz, IoT, Big Data, Virtualisierung und umfassenden Kommunikationstechnologien, die nicht nur einzelne Systeme verbinden, sondern auch autonome Systeme schaffen, die durch Daten und maschinelles Lernen angetrieben werden.

Industrie 4.0 verbindet die reale Welt mit virtuellen Welten. Als Folge entstehen neue Cyber-Physische Systeme (CPS), die physische Objekte mit Daten und Intelligenz koppeln und in einem digitalen Ökosystem funktionieren. Roboter und intelligente Fabriken sind Beispiele der industriellen Transformation.

Industrie 4.0: Wandel für Produktion und Produkte

  • Industrie 4.0 erfordert sukzessive Automatisierung aller Produktionsprozesse, -phasen und Unternehmensbereiche:
  • Digitales Produktdesign
  • Virtuelle Modelle
  • Digitale Klone (digitale Kopien physischer Objekte), mit denen Spezialisten physische Eigenschaften analysieren
  • Zusammenarbeit von Managern, Ingenieuren und Designern an komplexen digitalen Projekten
  • Fernkonfiguration und automatische Selbststeuerungssysteme und -Geräte
  • Smarte Maschinen, Werkzeuge und Produkte

Auch nach der Fertigung müssen Hersteller nicht ihre Produkte vergessen, wie es im klassischen Modell der Fall war. Bei Bedarf können Hersteller ihre Produkte bei Kunden entfernt analysieren, konfigurieren und reparieren. Smarte Produkte sind auch in der Lage, sich selbst im Produktlebenszyklus zu managen und zu verbessern. So kann ein Produkt seine Einstellungen optimieren und die eingebettete Software durch das Internet aktualisieren. Smarte Produkte warnen ihre Nutzer über mögliche Ausfälle, Defekte oder inkorrekte Nutzung und machen Vorschläge, wie der Betrieb verbessert und die Produktlebensdauer verlängert wird.

Grundprinzipien von Industrie 4.0

Interoperabilität

Die Fähigkeit von Maschinen, Geräten, Sensoren miteinander über das Internet der Dinge (IoT) zu interagieren und mit Menschen zu kommunizieren.

Transparenz

Es werden digitale Kopien realer Objekte erstellt. Digitale Modelle ermöglichen es, mit dem digitalen Klon genau abzubilden und zu untersuchen, was am physischen Objekt passiert. Infolgedessen werden die vollständigsten Informationen über alle Prozesse physischer Systeme gesammelt. Dies erfordert die Fähigkeit, all diese Daten mit Sensoren zu erfassen und zu sammeln.

Unterstützung

Computersysteme besorgen die für Entscheidungen erforderlichen Daten und helfen Menschen, Entscheidungen zu treffen. Maschinen sammeln und verarbeiten Daten, um die gewonnenen Informationen zu visualisieren und zu präsentieren. Dieser Ansatz ermöglicht vollständigen Austausch von Personal durch Maschinen bei Durchführung gefährlicher Operationen oder in gesundheitsschädlichen technologischen Prozessen.

Dezentralisierung von Managemententscheidungen

Einige Entscheidungen können an cyber-physische Systeme delegiert werden. Die Automatisierung wird so vollständig gestaltet, wie es möglich und sinnvoll ist. Den Mitarbeitern wird die Rolle von Kontrolleuren zugewiesen, die in Notsituationen eine Verbindung herstellen können, um einzugreifen.

Obwohl sich Industry 4.0 noch weiterentwickelt, erkennen Unternehmen das Potenzial und die Chancen, die Industrie 4.0 mit sich bringt. Da der Mensch nicht wie früher als Konsument der IT fungiert, sondern mit den digitalen Prozessen integriert ist, stellt Industrie 4.0 erhöhte Anforderungen an den Bildungsgrad und die Qualifikation des Personals. Es ist eine wichtige Aufgabe von Unternehmen, die Kompetenz ihrer Belegschaft auszubauen und richtige Fachkräfte zu rekrutieren, um die Produktion und Geschäftsmodelle nach Industrie 4.0 zu gestalten.

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